WRF namelist.input 最佳實踐


以下摘自WRF namelist.input 最佳實踐 

以下是用於運行WRF模型(包括real.exe、WRF.exe、tc.exe和ndown.exe)的基本namelist.input文件。單擊列出的每個變量以獲取函數的描述,以及每個變量的最佳實踐(如果適用)。
在namelist.input中,多列用於多個域;但是,max_dom決定將使用多少列。例如,如果使用3列,但僅設置max_dom=2,則最后一列將被忽略。
注意:並非所有參數都有多列。在下面的描述中,已指定參數是否用於多個域(max_dom)。如果未顯示,則必須僅指定一個值(在第一列中),否則在運行時將收到namelist錯誤。

&time_control
run_days = 0
run_hours = 12,
run_minutes = 0,
run_seconds = 0,
start_year = 2000, 2000, 2000,
start_month = 01, 01, 01,
start_day = 24, 24, 24,
start_hour = 12, 12, 12,
start_minute = 00, 00, 00,
start_second = 00, 00, 00,
end_year = 2000, 2000, 2000,
end_month = 01, 01, 01,
end_day = 25, 25, 25,
end_hour = 12, 12, 12,
end_minute = 00, 00, 00,
end_second = 00, 00, 00,
interval_seconds = 21600,
input_from_file = .true.,.true.,.true.,
history_interval = 180, 60, 60,
frames_per_outfile = 1000, 1000, 1000,
restart = .false.,
restart_interval = 5000,
io_form_history = 2,
io_form_restart = 2,
io_form_input = 2,
io_form_boundary = 2,
debug_level = 0,
/

&domains
time_step = 180,
time_step_fract_num = 0,
time_step_fract_den = 1,
max_dom = 1,
e_we = 74, 112, 94
e_sn = 61, 97, 91,
e_vert = 30, 30, 30,
p_top_requested = 5000,
num_metgrid_levels = 27
num_metgrid_soil_levels = 4
dx = 30000, 10000, 3333.33,
dy = 30000, 10000, 3333.33,
grid_id = 1, 2, 3,
parent_id = 0, 1, 2,
i_parent_start = 1, 31, 30,
j_parent_start = 1, 17, 30,
parent_grid_ratio = 1, 3, 3,
feedback = 1,
smooth_option = 0,
/

&physics
mp_physics = 3, 3, 3,
ra_lw_physics = 1, 1, 1,
ra_sw_physics = 1, 1, 1,
radt = 30, 30, 30,
sf_sfclay_physics = 1, 1, 1,
sf_surface_physics = 2, 2, 2,
num_soil_layers = 4,
bl_pbl_physics = 1, 1, 1,
bldt = 0, 0, 0,
cu_physics = 1, 1, 0,
cudt = 5, 5, 5,
isfflx = 1,
ifsnow = 1,
icloud = 1,
surface_input_source = 3,
num_land_cat = 21,
sf_urban_physics = 0, 0, 0,
sf_ocean_physics = 0,
/

&dynamics
w_damping = 0,
diff_opt = 1, 1, 1,
km_opt = 4, 4, 4,
diff_6th_opt = 0, 0, 0,
diff_6th_factor = 0.12, 0.12, 0.12,
base_temp = 290.,
damp_opt = 0,
z_damp = 5000., 5000., 5000.,
dampcoef = 0.2, 0.2, 0.2,
damp_opt = 0, 0, 0,
damp_opt = 0, 0, 0,
non_hydrostatic = .true., .true., .true.,
moist_adv_opt = 1, 1,1,
scalar_adv_opt = 1, 1,1,
/

&bdy_control
spec_bdy_width = 5,
spec_zone = 1,
relax_zone = 4,
specified = .true., .false., .false.,
nested = .false., .true., .true.,
/

 

 

 

&time control 

history_interval
(max_dom)

將數據寫入wrfout文件中的頻率。默認單位是分鍾,如果在變量名后面加入'_s'或者 '_h'(例如, history_interval_s),可以將它換成秒或者小時。這個值在不同區域可以不同。

注意: 這不會改變輸出文件的頻率。后者由'frames_per_outfile' (see below)設定。

最佳設置
如果需要進行錯誤定位發現模式在哪里崩潰,最好將他設置成每個time_step都輸出。

frames_per_outfile
(max_dom)

每一個wrfout文件包含多少幀文件

Example 1 start time/date: 2005-08-29_00:00:00
run_hours = 6
history_interval = 180
frames_per_outfile = 1000
將會僅有1個輸出文件 (wrfout_d01_2005-08-29_00:00:00)。這個文件包含3個輸出時次(hour 00, hour 03, and hour 06)

Example 2 start time/date: 2005-08-29_00:00:00
run_hours = 6
history_interval = 180
frames_per_outfile = 1
將會有3個輸出文件(wrfout_d01_2005-08-29_00:00:00, wrfout_d01_2005-08-29_03:00:00, and wrfout_d01_2005-08-29_06:00:00). 每一個文件僅包含1個輸出時間

查看每個輸出文件的時間,使用以下命令

ncdump -v Times wrfout_d0X_YYYY-MM-DD_hh:mm:ss
(用你文件的真實時間)
最佳實踐
如果運行移動網格,你需要每一個文件輸出一次,從而在移動嵌套網格中繪制出正確的區域
restart

是否是重啟運行。僅在有restart文件(wrfrst*,之前運行時生成) 時使用。

restart_interval

你想寫入restart文件的間隔。

注意: Restart文件通常一個文件一個時間。

最佳實踐
如果你是在一個超高分辨率下運行。或者使用非常長時間運行,以一個合理的頻率輸出restart文件是較為明智的。相比於重新從頭運行,從restart文件重啟的代價較小。

io_form_history

wrfout文件(wrfout_d0*)寫入的輸出格式。

可用選項:
2 = netCDF (默認;推薦)
1 = binary format (不支持后處理軟件)
4 = PHDF5 format (不支持后處理軟件)
5 = GRIB1 format
10 = GRIB2 format
11 = parallel netCDF format
102 = split netCDF (不支持后處理文件) 如果您在一個非常大的域上運行,導致文件超過4 GB最大值,或者需要非常快地寫入輸出,則此選項非常有用。這是每個處理器1個文件。

 

推薦選擇

除非你有經驗,否則最好將它設置成2.

io_form_restart
restart文件(wrfrst_d0*)將會寫入的格式

Available Options:
2 = netCDF (default; recommended)
102 = split netCDF 當您的域大小大於500x500時,此選項非常有用。這很容易用於restart(無需經驗)。這是每個處理器1個文件,在重新啟動運行時,必須使用與原始運行相同數量的處理器。

推薦選擇
除非你有經驗,否則最好將它設置成2.
io_form_input

輸入文件 (met_em_d0*) 的格式.

可用選項:
2 = netCDF (default; recommended)
102 = split netCDF (no supported post-processing software available) 此選項允許程序real.exe讀入分割的met_em*文件,並寫入分割的wrfinput文件。注意:沒有分割wrfbdy文件的選項。如果要使用此選項,則在運行WRF和real時必須使用相同數量的處理器,這可能非常有限。

推薦選擇
除非你有經驗,否則最好將它設置成2.

io_form_boundary
邊界文件 (wrfbdy_d01)寫入格式.

可用選項:
2 = netCDF (default; recommended)
4 = PHDF5 format (no supported post-processing software available)
5 = GRIB1 format
10 = GRIB2 format
11 = parallel netCDF format

推薦選擇
除非你有經驗,否則最好將它設置成2.
debug_level
增加值將會在輸出文件中打印更多值

推薦選擇
從理論上講,這可能是有幫助的,但我們經常發現,它不能提供任何錯誤推理的洞察力,只是將日志文件弄亂,使其更難讀取。通常建議使用默認值0,如果需要調試,建議使用其他選項(例如使用-d或-d進行configure)。

 

&domains

time_step

積分時間步長(單位:秒)


Best Practice
對於典型情況,建議使用5-6xDX(單位:km)的值。如果要使用多個垂直層次,和/或地圖比例因子遠大於1,則需要使用較小的時間步長。如果您的CFL錯誤導致您的運行停止,這意味着您的跑步變得不穩定,您可能需要將該值降低到約4xDx(甚至3xDx)。如果您的time_step可以整除history_interval,那么事情就會變得更容易,這樣您的輸出時間間隔就會均勻。

max_dom

您希望運行的域數。

模式讀取的列數不會超過此處指定的列數(因此,如果名稱列表中有4列,但將其設置為1,則模型將只確認第一列。

e_we
and
e_sn
(max_dom)
每個域的東西向和南北向完整的維度(或柵格空間)

Example:
e_we = 201, 304,
e_sn = 188, 289,

    

最佳做法
這些值應該與運行WPS時使用的值相同(這些值可以在met_em*文件中找到)。有關此參數的詳細信息,請參閱namelist.wps的最佳實踐。

e_vert
(max_dom)

real.exe對傳入數據插值,插值到的垂直(或Eta)層次的數。對於每個域,此編號必須相同。

real.exe程序將根據請求的層次數計算合理的層次。要查看這些層次的列表,請使用命令

ncdump -v ZNW file_name

要覆蓋計算的層次設置,可以使用eta_levels namelist參數指定要使用的層次(有關詳細信息,請參閱 WRF Users' Guide 第5章)。

 

最佳做法

不建議少於35個層次。通常建議使用40-60個層次。對於恆定的dZ,更高的模式頂,需要更多的層次數。
p_top_requested

模型中要使用的氣壓上限(單位:Pa)。在傳入的WPS數據中必須要有這個層次的數據。

最佳做法

默認值和建議值為5000 Pa,不建議氣壓頂使用低於值(在大氣中)。
num_metgrid_levels

傳入(來自WPS輸入數據)垂直層次的數量。這由您使用的輸入數據決定。

有用提示:
如果不確定數據的級別數,可以使用以下命令:
ncdump-h met_em.d01.<date>>&log.ncdump
並查找log.ncdump文件頂部附近的值。

dx
and
dy
(max_dom)
x和y方向的格距

與WPS不同(在WPS中,嵌套值是基於parent_grid_ratio計算的),必須指定這些值,但必須根據parent_grid_ratio保持准確。
Example:
max_dom = 3
parent_grid_ratio = 1, 3, 3
dx = 30000, 10000, 3333.33
dy = 30000, 10000, 3333.33
這些值還必須與輸入文件(met_em.d0*)值相同。您可以使用“ncdump-h”命令(類似於上面的示例)根據輸入文件確定每個域的此值。

最佳做法
有關此參數的詳細信息,請參閱namelist.wps的最佳實踐。

grid_id
(max_dom)

域名。最粗糙的柵格應設置為1。
在下面的示例中,我們展示了一個更復雜的示例,其中我們有4個域(如圖所示編號-注意,我們可以對它們進行不同的編號)。對於此示例:

grid_id = 1, 2, 3, 4
    
parent_id
(max_dom)

嵌套父級的域號。最粗糙的域應設置為1。
在下面的示例中,我們展示了一個更復雜的示例,其中我們有4個域(如圖所示編號-注意,我們可以對它們進行不同的編號)。例如

grid_id = 1, 2, 3, 4
parent_id = 1, 1, 2, 1

可以看到d02和d04將d01作為父級,而d03將d02作為父級。

   

i_parent_start
and
j_parent_start
(max_dom)

父域中嵌套左下角的x和y坐標。對於最粗糙的域,應為i和j指定值1。這些值與您在WPS中指定的值相同。

Example:
i_parent_start = 1, 31,
j_parent_start = 1, 17,

    

parent_grid_ratio
(max_dom)

相對於域父級的嵌套比率。對於最粗糙的域,父網格比率應設置為1。
這些值應與您在namelist.wps中使用的值相同。

最佳做法
請參閱namelist.wps最佳實踐網頁上的建議。建議每個域保持相同的比率,除非您對模型非常了解並且有充分的理由不這樣做。

parent_time_step_ratio
(max_dom)

這就是模型為嵌套域定義時間步長的方式。對於最粗糙的域,該值應設置為1。

最佳做法
不強制要求將這些值與父網格比率匹配。如果您對模型有點不熟悉,最好將其設置為3:1的比例。還建議每個域保持相同的比率,除非您非常了解該模型並且有充分的理由不這樣做。

feedback

這將確定在使用嵌套時是否使用feedback,並應用於是單向嵌套運行還是雙向嵌套運行。
當“feedback”處於啟用狀態時,粗糙域的值將被重合點處嵌套中的變量值(質量點的單元值平均值和水平動量點的單元面值平均值)覆蓋。對於masked fields(遮罩變量),僅反饋並置點(collocating points)處的單點值。如果父網格比率為偶數,則西南角點值的任意選擇將用於反饋。這就是建議在此選項中使用奇數父網格比率的原因。關閉反饋時,它相當於單向嵌套運行,因為嵌套結果不會反映在父域中。

smooth_option

確定如果啟用反饋(feedback=1),是否對嵌套區域中的父域使用平滑。有三種選擇:
0=無平滑
1=1-2-1平滑
2=平滑去光滑。

最佳做法
通常建議將此選項設置為0。

 

&physics

mp_physics
(max_dom)

微物理選項

See the following references for more information:

Chapter 5 of the WRF User's Guide for available options

Physics Presentation given at the WRF Tutorial, for details
Physics Reference Page for literature on individual schemes

注意

如果為不同的域設置不同的選項,模型將選擇最復雜的一個,並將其用於所有域。

 

最佳做法

對於粗的網格,用戶可以選擇一個更簡單的選項(例如WSM3和WSM5),對於更高分辨率的運行,可以選擇一個更復雜的選項。

ra_lw_physics
(max_dom)

長波輻射選項-確定晴空和雲向上和向下輻射通量的計算

See the following references for more information:
Chapter 5 of the WRF User's Guide for available options
Physics Presentation given at the WRF Tutorial, for details
Physics Reference Page for literature on individual schemes

 

最佳做法

對於每個域,應將其設置為相同的選項。我們建議使用RRTMG選項(選項4)。

ra_sw_physics
(max_dom)
短波輻射選項
radt
(max_dom)

輻射物理調用的分鍾

See Physics Presentation given at the WRF Tutorial, for details

Best Practice

建議每公里dx使用1分鍾(例如,對於10km父域,設置為10)。如果您正在運行一個高分辨率域,並且計算時間是一個問題,那么可以使用radt=10-15分鍾,並設置“swint_opt”。對所有域使用相同的值。

sf_sfclay_physics
(max_dom)
表面層物理選項Surface layer physics option.

See the following references for more information:
Chapter 5 of the WRF User's Guide for available options
Physics Reference Page for literature on individual schemes

Note

給定的選項只能與某個PBL選項一起使用。

最佳做法
對於每個域,應將其設置為相同的選項。

sf_surface_physics
(max_dom)
陸面模式選項Land surface model (LSM) option.

See the following references for more information:
Chapter 5 of the WRF User's Guide for available options
Physics Presentation given at the WRF Tutorial, for details
Physics Reference Page for literature on individual schemes

Note
該選項必須在運行real.exe之前指定。num_soil_layers必須和這個選項匹配

Best Practice
對於每個域,應將其設置為相同的選項。如果以后決定更改此選項,請確保為新選項正確設置了num_soil_layers,並且需要重新運行real.exe。
num_soil_layers
陸面模式中土壤層數目

Best Practice
如果你后面用了不同的LSM,你必須要確保在新的模式中正確的設置了這個值,此外,你需要重新運行real.exe.
bl_pbl_physics
(max_dom)
行星邊界層選項 - 用於將表面通量與邊界層渦流通量一起分布,並允許通過夾卷作用的PBL生長。

See the following references for more information:
Chapter 5 of the WRF User's Guide for available options
Physics Presentation given at the WRF Tutorial, for details
Physics Reference Page for literature on individual schemes

Best Practice
當你的網格大小大於500m時該選項應當被使用。
bldt
(max_dom)
邊界層物理方案調用的間隔

See Physics Presentation given at the WRF Tutorial, for details

Best Practice
這個在每個domain都應當設置成一樣。典型/推薦值是0 (每個 時間步).
cu_physics
(max_dom)
積雲參數化選項

See the following references for more information:
Chapter 5 of the WRF User's Guide for available options
Physics Presentation given at the WRF Tutorial, for details
Physics Reference Page for literature on individual schemes

Best Practice
對於大於10km的網格,需要使用積雲方案。當網格大小小於4km時,不需要此選項。在4km和10km之間是一個灰色區域,因此盡可能避免此范圍。但是,如果必須使用這個大小,可以嘗試GF和MSKF方案(選項3和11),因為這些方案具有尺度感知能力。
cudt
積雲物理方案調用的間隔(分鍾)
See Physics Presentation given at the WRF Tutorial, for details

Best Practice
典型/推薦值為每個時間步,因為大多數積雲方案運行成本較低。注:對於KF方案,這也用於垂直速度觸發的時間平均。G3或GD方案不使用此選項。
isfflx
用於確定表面的熱和水汽通量的選項

Best Practice
如果希望關閉某些“表面物理”選項的“表面感熱通量”和“潛熱通量”,請使用此選項。它還可用於控制理想模擬(如LES)中如何使用表面通量。

Chapter 5 of the WRF User's Guide for available options
ifsnow
對於簡單土壤模式(sf_surface_physics = 1)該選項可以被關閉從而移除雪效應。

See chapter 5 of the WRF User's Guide for available options
icloud
計算輻射雲部分cloud fraction的選項Option to compute cloud fraction for radiation.
surface_input_source
landuse和土壤類別數據的來源。可用的選項有:
1 = WPS/geogrid, 但隨着主導類別的重新計算
2 = 來自其他模式的GRIB 數據 (當在met_em*文件中存在VEGCAT/SOILCAT時才能使用)
3 = 使用從WPS/geogrid的主導陸地和土壤類別 (從V3.8以后的默認選項)
num_land_cat
輸入靜止/geogrid數據中的陸地類別的總數目。這必須要要和WPS/geogrid產生的一致。可用的選項有:
24: 對於USGS (默認)
28: 對於USGS 包括湖泊類別
20: 對於MODIS
21: 對於MODIS如果包括湖泊類別
40: 對於NCLD
sf_urban_physics
(max_dom)
確定使用哪些城市效果的選項。
See the following references for more information:
Chapter 5 of the WRF User's Guide for available options
Physics Presentation given at the WRF Tutorial, for details
Physics Reference Page for literature on individual schemes

Best Practice
每個域的此值必須相同,並且必須為每個域設置此值。
sf_ocean_physics
(max_dom)
確定使用哪個海洋模型的可選設置

See the following references for more information:
Chapter 5 of the WRF User's Guide for available options
Physics Presentation given at the WRF Tutorial, for details
Physics Reference Page for literature on individual schemes

 

&dynamics

w_damping
垂直速度阻尼標志。選項為1=帶阻尼;0=無阻尼

最佳做法
對於實時/業務運行,應始終啟用此選項以保持模型穩定性(僅在需要時激活。對於收支研究,請勿使用此選項)。

diff_opt
(max_dom)
湍流和混合選項

See chapter 5 of the WRF User's Guide for available options

km_opt
(max_dom)
渦系數選項Eddy coefficient option

See chapter 5 of the WRF User's Guide for available options
diff_6th_opt
6th階數值擴散選項

See chapter 5 of the WRF User's Guide for available options
diff_6th_factor

六階數值擴散無量綱速率。
最大值為1.0,相當於在一個時間步內完全消除2dx波。

base_temp

基准狀態海平面(表面)溫度(單位:K)。
當模式頂高於20公里(~50 mb)時,此選項有助於改進模擬。注意:此選項僅適用於真實數據,且僅適用於em。這是你模擬區域正中間的海平面高度處的代表性溫度(不管這一點的地形高度)。典型值范圍為270-300 K。該值必須在初始化、模型運行和重新啟動期間保持不變。

damp_opt

高層阻尼的開關

See chapter 5 of the WRF User's Guide for available options

zdamp
(max_dom)

從模型頂部開始的阻尼深度(以米為單位)。(默認值為5000。)

dampcoef
(max_dom)
阻尼系數(參見上面的damp_opt)
khdif
(max_dom)
水平擴散常數(m^2/s)

kvdif
(max_dom)
垂直擴散常數(m^2/s)
non_hydrostatic
(max_dom)
是否在靜力或非靜力(默認)模式下運行模型。
moist_adv_opt
(max_dom)

正定或單調平流,有助於消除濕度的高估/低估。選項是:

0 = 沒有邊界或過濾器的平流
1 = 濕度的正定平流(默認值)
2 = 單調
scalar_adv_opt
(max_dom)
標量的正定平流。選項包括:
0 = advection with no bounds or filters in place
1 = positive-definite advection of moisure (default)
2 = monotonic option



&bdy_control

spec_bdy_width
指定邊界值nudging的行數。該值是'spec_zone'和'relax_zone'的總和(見下文)
Best Practice
對於較粗的驅動數據,更寬的邊界區域可能更有效。

spec_zone
特定區specified zone中的點數(特定邊界條件選項)。
Best Practice
將此設置為默認值1
relax_zone
松弛區中的點數(特定邊界條件選項)。
Best Practice

對於較粗的驅動數據,更寬的邊界區域可能更有效。

specified
(max_dom)

特定邊界條件
第一行和第一列由外部模型值指定(spec_zone=1,不應更改)。relax_zone區域中的行和列混合了來自外部模型和WRF的值。只要spec_bdy_width=spec_zone+relax_zone,可以更改relax_zone的值。這可用於熱帶通道模擬中的periodic_x 。

Note:

對於域01,此選項只能啟用(.true.)。對於所有其他域,此選項必須為false。這僅適用於real數據情況。

nested
(max_dom)

嵌套邊界狀態


Note:

對於嵌套,這必須設置為.true.。這可用於real或idealized個例。


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